TW201345105A - 電流檢測裝置及電能質量補償系統 - Google Patents

Abstract

本案係關於一種電流檢測裝置及電能質量補償系統，電流檢測裝置包括：內部檢測模組，用於根據接收到的檢測電流輸出一用於表徵外部電源網路當前電能質量的檢測電流，外部電源網路的電流由外部檢測模組檢測，外部檢測模組輸出第一級檢測電流；隔離轉接模組，包括相互電氣隔離的輸入側和輸出側，輸入側用於與外部檢測模組連接，輸出側用於與內部檢測模組連接，隔離轉接模組接收第一級檢測電流，輸出第二級檢測電流至內部檢測模組，以減小內部檢測模組相對外部檢測模組的阻抗，能夠避免出現外部檢測模組的輸出側負載超過其負載限制的情況。

Description

電流檢測裝置及電能質量補償系統

本發明涉及電流檢測技術，尤其涉及一種電流檢測裝置及電能質量補償系統。

隨著電力無功和諧波治理等需求的增加，各種電能質量補償系統的應用日益廣泛。這些電能質量補償系統通過外部檢測模組和內部的電流檢測裝置對外部電源網路進行實時檢測，以對外部電源網路的電能質量進行補償。

圖1示例性示出了傳統技術中電能質量補償系統的一種應用示例。在圖1中，電能質量補償系統600包括外部檢測模組1、補償模組40和傳統電流檢測裝置30。外部檢測模組1實時地檢測外部電源網路2的電流，該外部電源網路2例如包括電網21和非線性負載22。該非線性負載22例如是一個諧波源。補償模組40可以與非線性負載22並聯在電網21上，對非線性負載22的諧波進行補償，從而實現優良的濾波效果。

傳統電流檢測裝置30可以包括一個內部檢測單元，或者可以包括多個內部檢測單元。補償模組40可以包括一個或多個補償單元。傳統電流檢測裝置30通過外部導線6與外部檢測模組1的輸出側連接。補償模組40根據傳統電流檢測裝置30中的內部檢測單元檢測到的電流對補償單元的輸出進行分配就可以實現優良的濾波效果。

目前，電流檢測裝置存在的問題如下。

外部檢測模組1的輸出側與傳統電流檢測裝置30連接，外部檢測模組1的輸出側負載包括傳統電流檢測裝置30和外部檢測模組1之間的外部導線6的等效阻抗以及傳統電流檢測裝置30中檢測回路上的等效阻抗，並且後者通常占很大比重。如果外部檢測模組1的輸出側負載超過外部檢測模組1的輸出側容量，則會導致外部檢測模組1檢測到的電流不準確，進而影響電能質量補償系統600的補償效果。

例如，外部檢測模組1可以是一個外部電流互感器，該外部電流互感器的一次側和二次側分別是該外部檢測模組1的輸入側和輸出側。外部電流互感器的一次側串聯於電網21和非線性負載22之間，二次側與傳統電流檢測裝置30連接。如圖2所示，外部電流互感器的二次側負載由兩部分構成：一部分是外部導線6的等效阻抗Z6，另一部分是傳統電流檢測裝置30中檢測回路上的等效阻抗。傳統電流檢測裝置30中檢測回路上的等效阻抗包括各內部檢測單元的等效阻抗Z32。當有多個內部檢測單元時，傳統電流檢測裝置30中檢測回路上的等效阻抗還包括各個內部檢測單元之間內部連接導線的等效阻抗Z31。外部導線6的等效阻抗Z6可以用如下公式表示：Z6=外部導線6的電阻率×外部導線6的長度/外部導線6的截面積。內部連接導線的等效阻抗Z31可以用如下公式表示：Z31=內部導線的電阻率×內部導線的長度/內部導線的截面積。可以看出，內部檢測單元數量越多，內部導線截面積不變的情况下長度越長，則傳統電流檢測裝置30中檢測回路上的等效阻抗越大。

通常，外部電流互感器的二次側容量比較小。例如變比爲500/5或500/5以下的電流互感器的二次側容量通常爲5VA（伏安）或5VA以下，變比爲1000/5或1000/5以下的電流互感器的二次側容量通常爲10VA或10VA以下。如果外部電流互感器的二次側負載較大則易超過二次側容量，則外部電流互感器檢測到的電流不準確，進而影響後續補償模組的補償效果。

爲了避免出現以上例舉的外部檢測模組輸出側負載過重影響其精度的問題，傳統的解决方案爲調整電流檢測裝置與外部檢測模組之間的距離以减小外部檢測模組輸出側所帶的負載，或者需要限制電流檢測裝置中檢測回路上的等效阻抗以减小外部檢測模組輸出側所帶負載。這兩種方案中的一種會限制電流檢測裝置的地理位置，而另外一種會限制電流檢測裝置的選取範圍，此兩種方案均不夠理想。

本發明針對現有技術中存在的問題，提供一種電流檢測裝置及電能質量補償系統，以避免出現外部檢測模組的輸出側負載超載的情况，或者無需限制電流檢測裝置的地理位置或電流檢測裝置的選取範圍。

本發明提供了一種電流檢測裝置，包括：

一內部檢測模組，用於根據接收到的檢測電流輸出一用於表徵外部電源網路當前電能質量的檢測電流，該外部電源網路的電流由一外部檢測模組檢測，該外部檢測模組輸出一第一級檢測電流；

一隔離轉接模組，包括相互電氣隔離的輸入側和輸出側，該輸入側用於與該外部檢測模組連接，該輸出側用於與該內部檢測模組連接，該隔離轉接模組接收該第一級檢測電流，輸出一第二級檢測電流至該內部檢測模組，以减小該內部檢測模組相對該外部檢測模組的阻抗。

本發明還提供了一種電能質量補償系統，包括：

一外部檢測模組，用於檢測外部電源網路當前電流，輸出一第一級檢測電流；

一電流檢測裝置，該電流檢測裝置包括：

一內部檢測模組，用於根據接收到的檢測電流輸出一用於表徵外部電源網路當前電能質量的檢測電流；

一隔離轉接模組，包括相互電氣隔離的輸入側和輸出側，該輸入側用於與該外部檢測模組連接，該輸出側用於與該內部檢測模組連接，該隔離轉接模組接收該第一級檢測電流，輸出一第二級檢測電流至該內部檢測模組，以减小該內部檢測模組相對該外部檢測模組的阻抗；

一補償模組，該補償模組與該電流檢測裝置中該內部檢測模組連接，用於根據該內部檢測模組輸出的該檢測電流對該外部電源網路進行電能質量補償。

本發明提供的實施例中，由於在電流檢測裝置內部增加了隔離轉接模組，該隔離轉接模組根據從外部檢測模組接收到的第一級檢測電流輸出第二級檢測電流至內部檢測模組，能夠起到將內部檢測模組相對該外部檢測模組的等效阻抗减小的作用，因而，可以避免出現外部檢測模組的輸出側負載超過其輸出側容量的情况。而且，通過調節隔離轉接模組的參數能夠調節其减小阻抗的能力，從而無需限制電流檢測裝置的地理位置也無需限制電流檢測裝置的選取範圍。

通過以下參照圖式對本發明實施例進行說明，幫助更進一步理解本發明所公開的內容及申請專利範圍所要保護的範圍。

下面將詳細描述本發明的實施例。應當注意，這裏描述的實施例只用於舉例說明，並不用於限制本發明。

圖3示例性示出本發明電流檢測裝置實施例一的結構示意圖，該電流檢測裝置3包括內部檢測模組31和隔離轉接模組32。圖3中還示出了外部檢測模組1，以說明電流檢測裝置3中各部分與外部檢測模組1之間的連接關係。

內部檢測模組31根據接收到的檢測電流輸出一用於表徵外部電源網路的當前電能質量的檢測電流。該外部電源網路的電流由外部檢測模組1檢測，該外部檢測模組1輸出一第一級檢測電流。

隔離轉接模組32包括相互電氣隔離的輸入側32a和輸出側32b。輸入側32a用於與外部檢測模組1連接，例如通過外部導線連接。輸出側32b用於與內部檢測模組31連接。隔離轉接模組32接收外部檢測模組1輸出的第一級檢測電流，輸出一第二級檢測電流至內部檢測模組31，以减小內部檢測模組31相對外部檢測模組1的等效阻抗。內部檢測模組31接收到該第二級檢測電流後即可以輸出一用於表徵外部電源網路的當前電能質量的檢測電流。例如，該檢測電流能夠表徵外部電源網路當前産生的諧波情况。

與傳統技術相比，圖3所示的電流檢測裝置3中增加了隔離轉接模組32。該隔離轉接模組32連接於外部檢測模組1和內部檢測模組31之間，內部檢測模組31相當於是隔離轉接模組32的負載。該隔離轉接模組32可以將內部檢測模組31相對外部檢測模組1的等效阻抗减小。

在如圖3所示的實施例中，由於在電流檢測裝置3內部增加了隔離轉接模組32，該隔離轉接模組32根據從外部檢測模組1接收到的第一級檢測電流輸出第二級檢測電流至內部檢測模組31，能夠起到將內部檢測模組31相對外部檢測模組1的等效阻抗减小的作用。因而，本發明所公開的電流檢測裝置3可避免出現外部檢測模組1的輸出側負載超載的情况。

而且，通過調節隔離轉接模組32的參數能夠調節其减小阻抗的能力，例如，當內部檢測模組31的等效阻抗較大時，可以選擇阻抗减小幅度大的隔離轉接模組32。因而，本發明所公開的電流檢測裝置3可實現無需限制電流檢測裝置的地理位置或者電流檢測裝置的選取範圍。

圖4示例性示出本發明電流檢測裝置實施例二的結構示意圖。隔離轉接模組32包括X個隔離轉接單元321、322、……、32X，內部檢測模組31包括H個內部檢測單元311、312、……、31H。其中X和H爲大於或等於1的自然數。

當X大於1時，X個隔離轉接單元的輸入側串聯；這X個隔離轉接單元用於接收第一級檢測電流。

上述隔離轉接單元的輸出側可以與一個內部檢測單元的輸入端連接，或者隔離轉接單元的輸出側與小於或等於H個該內部檢測單元的輸入端連接，使得小於或等於H個內部檢測單元各自接收的第二級檢測電流均相等。

具體而言，當X等於1，H等於1時，這一個隔離轉接單元的輸出側可以與一個內部檢測單元的輸入端連接。

當X等於1，H大於1時，這一個隔離轉接單元的輸出側可以與小於或等於H個內部檢測單元的輸入端連接，從而使得H個內部檢測單元各自接收的第二級檢測電流均相等。

當X大於1且H大於1時，這X個隔離轉接單元中部分或全部隔離轉接單元的輸出側與小於或等於H個內部檢測單元的輸入端連接，使得小於或等於H個內部檢測單元各自接收的第二級檢測電流均相等。

特別地，當X=H時，X個隔離轉接單元的輸出側可以與H個內部檢測單元的輸入端一一對應連接。

在本發明的實施例中，隔離轉接模組中部分或全部隔離轉接單元的輸入側和輸出側可以作爲隔離轉接模組的輸入側和輸出側。

在本發明的實施例中，隔離轉接單元可以通過電流互感器來實現。圖5示例性示出本發明電流檢測裝置實施例三的結構示意圖。圖5中，隔離轉接模組包括一個隔離轉接單元，例如包括一個轉接電流互感器321，轉接電流互感器321的一次側和二次側分別作爲該隔離轉接單元的輸入側和輸出側。內部檢測模組31包括H個內部檢測單元311、312、……、31H。內部檢測單元311、312、……、31H中每一個的輸入端均可以包括一對輸入端子INa和INb，多個內部檢測單元311、312、……、31H的輸入端可以串聯，具體地，一個內部檢測單元的輸入端子INb可以與相鄰下一個內部檢測單元的輸入端子INa連接，從而使得多個內部檢測單元各自接收的第二級檢測電流相等。

轉接電流互感器321的二次側可以與第一個內部檢測單元311和最後一個內部檢測單元31H連接，具體地，與第一個內部檢測單元311的輸入端子INa和最後一個內部檢測單元31H的輸入端子INb連接。這樣一種連接方式，使得小於或等於H個內部檢測單元各自接收的第二級檢測電流均相等。

外部檢測模組1可以是一個外部電流互感器，外部電流互感器的一次側和二次側分別作爲外部檢測模組1的輸入側和輸出側。轉接電流互感器321的一次側可以與外部電流互感器1的二次側連接，轉接電流互感器321的二次側與多個內部檢測單元311、312、……、31H連接。具體地，如圖5所示，轉接電流互感器321的二次側與多個內部檢測單元中第一個內部檢測單元311的輸入端連接（即，與第一個內部檢測單元311的一個端子INa連接），並且與最後一個內部檢測單元31H的輸入端連接（即，與最後一個內部檢測單元31H的輸入端的一個端子INb連接）。

下面描述圖5所示的電流檢測裝置的工作原理。

轉接電流互感器321的二次側與內部檢測模組31連接，轉接電流互感器321二次側的阻抗包括內部檢測模組31中多個內部檢測單元311、312、……、31H之間的連接導線的等效阻抗以及多個內部檢測單元311、312、……、31H在檢測回路上的等效阻抗。通過調節轉接電流互感器321的匝數比，可以將從轉接電流互感器321的二次側折算到一次側的等效阻抗减小。而轉接電流互感器321的一次側連接外部電流互感器1的二次側，轉接電流互感器321的一次側的等效阻抗可以看作是外部電流互感器1二次側的負載，轉接電流互感器321的二次側折算到一次側的等效阻抗减小相當於外部電流互感器1二次側的負載减小，也就是說內部檢測模組31相對外部電流互感器1的等效阻抗减小。

可見，采用圖5所示的電流檢測裝置，無論內部檢測模組31的等效阻抗有多大，都可以通過調整轉接電流互感器321的匝數比來使得折算到轉接電流互感器321一次側的等效阻抗减小。也就是說，內部檢測模組31不再受限於外部電流互感器1二次側負載的限制或其容量的限制，能夠避免出現由於外部電流互感器的二次側負載超載造成超出二次側容量限制導致電流檢測不準確的問題，而且允許內部檢測模組有更靈活的結構設置。

圖5所示的實施例中，內部檢測模組31包括多個內部檢測單元311、312、……、31H。當然，內部檢測模組31也可以只包括一個內部檢測單元，例如只包括內部檢測單元311。轉接電流互感器321的二次側可以分別與這個內部檢測單元311的兩個端子INa和INb連接。

圖6示例性示出本發明電流檢測裝置實施例四的結構示意圖。圖6中，隔離轉接模組包括多個隔離轉接單元，例如包括X個轉接電流互感器321、322、……、32X，這些轉接電流互感器的一次側串聯。第一個轉接電流互感器321的一次側和最後一個轉接電流互感器32X的一次側與外部電流互感器1的二次側連接。內部檢測模組可以包括多個內部檢測單元311、312、……、31H。在該實施例中，隔離轉接單元的個數與內部檢測單元的個數相等，即，X=H，多個隔離轉接單元的輸出側與多個內部檢測單元的輸入端一一對應連接。

圖6所示的電流檢測裝置，可以根據內部檢測模組的等效阻抗以及外部電流互感器1的二次側容量來設置各個轉接電流互感器321、322、……、32X的匝數比以及隔離轉接模組中包括的轉接電流互感器的個數，以使得隔離轉接模組能夠起到减小內部檢測模組相對外部電流互感器1的阻抗的作用。

圖5和圖6中只是以隔離轉接單元是電流互感器爲例進行描述，然而，本發明實施例中的隔離轉接單元不限於電流互感器，也可以是其他的能夠使得輸出側的阻抗折算到輸入側的等效阻抗减小的器件。

在本發明實施例提供的電流檢測裝置中，隔離轉接模組可以包括多級隔離轉接單元。

圖7示例性示出本發明電流檢測裝置實施例五的結構示意圖，隔離轉接模組32包括N級隔離轉接單元組U1、U2、……、UN，第i級隔離轉接單元組包括n_i個隔離轉接單元，i取1、2….、N的自然數，N爲大於或等於2的自然數，n_i爲大於或等於1的自然數。

第一級隔離轉接單元組U1的輸入側與該外部檢測模組1的輸出側連接，第i級隔離轉接單元組的輸入側均與第i-1級隔離轉接單元組的輸出側連接。其中，每級隔離轉接單元組中，部分或全部隔離轉接單元的輸入側和輸出側可以作爲該組的輸入側和輸出側。

內部檢測模組31包括一個內部檢測單元或多個內部檢測單元，第N級隔離轉接單元組UN的輸出側與內部檢測模組31的輸入端連接。

其中，當第i級隔離轉接單元組包含的隔離轉接單元數n_i大於第i-1級隔離轉接單元組包含的隔離轉接單元數n_i-1時，第i級隔離轉接單元組中至少兩個隔離轉接單元的輸入側串聯；當第i級隔離轉接單元組包含的隔離轉接單元數n_i小於第i-1級隔離轉接單元組包含的隔離轉接單元數n_i-1時，第i-1級隔離轉接單元組中至少兩個隔離轉接單元的輸出側串聯。

圖8示例性示出本發明電流檢測裝置實施例六的結構示意圖。該實施例中主要以隔離轉接模組32中的第i-1級隔離轉接單元組Ui-1、第i級隔離轉接單元組Ui以及第i+1級隔離轉接單元組Ui+1爲例進行說明。例如，隔離轉接單元組Ui-1、Ui和Ui+1中包括的隔離轉接單元的數目分別是3、2和4。

第i+1級隔離轉接單元組Ui+1中隔離轉接單元的數目4大於第i級隔離轉接單元組Ui中隔離轉接單元的數目2，因而，第i+1級隔離轉接單元組Ui+1中的至少兩個隔離轉接單元的輸入側串聯。例如，圖8中第i+1級隔離轉接單元組Ui+1中上方的兩個隔離轉接單元的輸入側串聯，下方的兩個隔離轉接單元的輸入側串聯。

第i級隔離轉接單元組Ui包含的隔離轉接單元數目2小於第i-1級隔離轉接單元組Ui-1包含的隔離轉接單元數目3，因而，第i-1級隔離轉接單元組Ui-1中至少兩個隔離轉接單元的輸出側串聯。例如，圖8中第i-1級隔離轉接單元組Ui-1中下方的兩個隔離轉接單元的輸出側串聯。

在本申請的實施例中，隔離轉接單元可以用電流互感器來實現。圖9示例性示出本發明電流檢測裝置實施例七的結構示意圖。圖9中，每個隔離轉接單元是一個轉接電流互感器，每個轉接電流互感器的一次側和二次側分別作爲隔離轉接單元的輸入側和輸出側。

在本申請的實施例中，內部檢測模組中包括的多個內部檢測單元可以分成多個內部檢測單元組，然後各內部檢測單元組再與第N級隔離轉接單元組中的各個隔離轉接單元連接。

圖10示例性示出本發明電流檢測裝置實施例八的結構示意圖，內部檢測模組31包括H個內部檢測單元，H個內部檢測單元分成M個內部檢測單元組D1、D2、……DM，H和M均爲大於或等於1的自然數且H大於或等於M；第N級隔離轉接單元組包括n_N個隔離轉接單元，且M等於n_N。當H=M時，即每個內部檢測單元組僅包含一個內部檢測單元，第N級隔離轉接單元組中n_N個隔離轉接單元的輸出側與M個內部檢測單元組的輸入端一一對應連接。當H大於M時，即至少有一個內部檢測單元組包含一個以上的內部檢測單元，第N級隔離轉接單元組中隔離轉接單元的輸出側與一包括多個內部檢測單元的內部檢測單元組的輸入端連接使內部檢測單元組中各內部檢測單元接收的第二級檢測電流均相等。

下面通過具體的例子來說明內部檢測單元與隔離轉接單元之間的連接關係。

圖11示例性示出本發明電流檢測裝置實施例九的結構示意圖，該實施例中，內部檢測模組31包括6個內部檢測單元310，這6個內部檢測單元310分成2個內部檢測單元組D1和D2，每個組包括3個內部檢測單元310，即H大於M，每個內部檢測單元組均包括一個以上的內部檢測單元；第N級隔離轉接單元組UN包括2個隔離轉接單元。在圖11示意中，同一個內部檢測單元組內的多個內部檢測單元輸入側串聯後作爲內部檢測單元組的輸入端。因此，每個隔離轉接單元的輸出側與一個內部檢測單元組的輸入端連接，可使同一個內部檢測單元組內的各個內部檢測單元所接收的第二級檢測電流均相等。

圖12示例性示出本發明電流檢測裝置實施例十的結構示意圖，在該實施例中，內部檢測模組31包括3個內部檢測單元310，這3個內部檢測單元310分成三個內部檢測單元組D1、D2和D3，即H=M。第N級隔離轉接單元組UN包括3個隔離轉接單元，由於每個內部檢測單元組僅包括一個內部檢測單元310，因此3個隔離轉接單元與3個內部檢測單元組的輸入端一一對應連接。

圖13示例性示出本發明電流檢測裝置實施例十一的結構示意圖。該實施例中，隔離轉接模組包括兩級隔離轉接單元組，第一級隔離轉接單元組包括一個第一級隔離轉接單元，第二級隔離轉接單元組包括三個第二級隔離轉接單元。第一級隔離轉接單元可以是第一級轉接電流互感器32a-1，三個第二級隔離轉接單元可以是第二級轉接電流互感器32b-1、32b-2和32b-3。第二級轉接電流互感器32b-1、32b-2和32b-3的一次側串聯。

內部檢測模組可以包括多個內部檢測單元310，這些內部檢測單元310被分爲三個內部檢測單元組U1、U2和U3，每個內部檢測單元組可以包括一個或多個內部檢測單元310。

第一級轉接電流互感器32a-1的一次側與外部電流互感器1的二次側連接，第一級轉接電流互感器32a-1的二次側與第二級電流互感器32b-1 、32b-2和32b-3的一次側連接。

第二級轉接電流互感器32b-1、32b-2和32b-3中每一個的二次側分別與內部檢測單元組U1、U2和U3中的內部檢測單元310連接。例如，第二級轉接電流互感器32b-1的二次側與內部檢測單元組U1中第一個內部檢測單元的輸入端以及最後一個內部檢測單元的輸入端連接。第二級轉接電流互感器32b-2和32b-3的二次側與內部檢測單元組U2和U3中的內部檢測單元的連接方式類似，不再贅述。

圖13所示的電流檢測裝置中僅示出了兩級隔離轉接單元組，當然，根據內部檢測模組的等效阻抗以及外部電流互感器的二次側容量，還可以設置更多級的隔離轉接單元組。每個轉接電流互感器的匝數比也可以根據實際需要來設置。具體來講，內部檢測單元的數量越多，內部檢測單元之間的導線長度越長，內部檢測單元的負載越重，可能需要增加的轉接電流互感器的數目會增多，或者需要的轉接電流互感器的容量會增大。

前述各實施例中主要以隔離和轉接模組以電流互感器實現爲例進行介紹。在實際應用中，霍爾元件也常用來檢測外部電源網路的電流，如果用來檢測外部電源網路電流的外部霍爾元件副邊電阻較大，則外部霍爾元件的輸出爲恒定電流，可能導致輸出電壓超過爲霍爾元件供電的電源電壓，從而影響測量精度。

在用霍爾電流傳感器采集電流的應用場合，同樣可以采用轉接霍爾元件來降低减小內部檢測模組對外部霍爾元件的等效阻抗。前述各實施例中的轉接電流互感器均可以用轉接霍爾元件來代替，外部電流互感器可以用外部霍爾元件來代替。具體地，在電流檢測裝置中，轉接霍爾元件的輸入側可以與外部霍爾元件的輸出側連接，轉接霍爾元件的輸出側可以與內部檢測模組連接，這樣，轉接霍爾元件可以將內部檢測模組對外部霍爾元件輸出側的等效阻抗减小。因而，可以避免出現外部霍爾元件輸出側的負載超載帶來的問題。

在采用霍爾元件實現的電流檢測裝置中，轉接霍爾元件的參數可以根據內部檢測模組的等效阻抗和外部霍爾元件副邊的容量來設置，從而使得轉接霍爾元件可以起到减小內部檢測模組相對外部霍爾元件的等效阻抗的作用。

在本發明所描述的電流檢測裝置中，無論是哪種結構的電流檢測裝置，其主要目的均是想借助隔離轉接模組降低內部檢測模組相對外部檢測模組的阻抗，避免因內部檢測模組阻抗過大帶來的問題。因此，根據實際內部檢測模組和外部檢測模組相關電學參數，電流檢測裝置設計原則上是希望實際隔離轉接模組的結構越爲簡單越好，所使用的隔離轉接單元數目盡可能少，這樣可使得電流檢測裝置結構緊凑或降低成本。

下面描述本發明提供的電能質量補償系統的實施例。

圖14示例性示出本發明電能質量補償系統實施例一的結構示意圖。在該系統400中，補償模組4與電流檢測裝置3連接，該補償模組4用於對外部電源網路2進行電能質量補償。如圖14所示，外部電源網路2包括電網21和連接於電網的非線性負載22。

例如，補償模組4可以補償非線性負載22産生的無功消耗及/或抑制非線性負載22在外部電源網路中産生的諧波。該系統400可以是有源濾波器（Active Power Filter，APF）系統、靜態無功發生器（Static Var Generator，SVG）系統、動態電壓調節器（Dynamic Voltage Regulator， DVR）系統等。本申請前文中有關於電流檢測裝置實施例的具體描述，因此此處不再贅述。

該補償模組4可以包括多個補償單元，內部檢測模組可以包含與補償單元數目相等的內部檢測單元，多個補償單元與多個內部檢測單元一一對應連接，多個補償單元可以並聯於外部電源網路。

圖15示例性示出本發明電能質量補償系統實施例二的結構示意圖，該電能質量補償系統包括如圖5所示的電流檢測裝置3，補償模組4包括多個補償單元41，每個補償單元41分別與一個內部檢測單元連接。具體地，可以與內部檢測單元的輸出端子OUTc連接。各個補償單元41可以分別根據相應的內部檢測單元輸出的檢測電流對外部電源網路進行補償。

圖16示例性示出本發明電能質量補償系統實施例三的結構示意圖，該電能質量補償系統包括如圖6所示的電流檢測裝置3以及多個補償單元41。圖17示例性示出本發明電能質量補償系統實施例四的結構示意圖，該電能質量補償系統包括如圖13所示的電流檢測裝置3以及多個補償單元41。圖17僅示出了一部分補償單元41，未示出的補償單元的連接方式與已示出的類似，不再一一在圖中顯示。

圖18示例性示出本發明電流質量補償系統實施例五的結構示意圖。在圖18示例的電能質量補償系統400的實施例中，外部檢測模組1爲外部電流互感器，隔離轉接模組32爲轉接電流互感器。隔離轉接模組32的輸入側爲轉接電流互感器的一次側，隔離轉接模組32的輸出側爲轉接電流互感器的二次側。補償模組4也可以包括多個補償單元。內部檢測模組31可以包含與補償單元數目相等的內部檢測單元，多個補償單元與多個內部檢測單元一一對應連接，多個補償單元並聯於外部電源網路2。補償單元與內部檢測單元之間的連接關係以及內部檢測單元與隔離轉接模組32之間的具體連接關係可以參見前述各實施例，此處不再贅述。

在本實施例中，是以補償模組4與非線性負載22並聯於電網21示意，上述描述的補償模組4也可以與非線性負載22串接於電網21，在此不作進一步描述。

基於隔離轉接模組32的作用，轉接電流互感器的匝數比調節爲能夠使得從轉接電流互感器二次側回路阻抗折算到一次側回路的等效阻抗减小，例如匝數比可以爲5：4。由於外部檢測模組1的主要作用是將從電源網路檢測的大電流轉換爲適用於檢測的小電流，而隔離轉接模組32主要起隔離作用且降低內部檢測模組31相對外部檢測模組1的阻抗，因此通常情况下，作爲隔離轉接模組32的轉接電流互感器的一次側與二次側的匝數比小於作爲外部檢測模組1的外部電流互感器的一次側與二次側的匝數比。

需要說明的是，前述各實施例中，通過調節電流檢測裝置中轉接電流互感器的匝數比，可以使得折算到外部電流互感器二次側的等效阻抗减小。然而，在實際應用中，也不是折算到外部電流互感器二次側的等效阻抗越小越好。轉接電流互感器的匝數比减小，則折算到外部電流互感器二次側的等效阻抗减小，同時轉接電流互感器二次側輸出的第二級檢測電流减小。而該第二級檢測電流是爲了供內部檢測模組中內部檢測單元檢測用的，如果第二級檢測電流過小，可能導致第二級檢測電流與內部檢測單元的檢測量程或檢測精度不匹配，導致整個電流檢測裝置的檢測精度或其他方面問題。因而，在設計轉接電流互感器的匝數比時，還可以將轉接電流互感器輸出的第二級檢測電流範圍與內部檢測單元的檢測量程或檢測精度的匹配度考慮進去。

本發明實施例提供的電流檢測裝置以及電能質量補償系統可以應用於各種外部檢測模組的輸出側容量不能滿足要求的場合。

例如，一種APF補償櫃內包括7個補償單元和7個內部檢測單元，所有內部檢測單元的輸入端串聯。常用的外部電流互感器的二次側容量爲5VA，而補償櫃內檢測回路的負載較重，導致外部電流互感器的二次側容量無法滿足要求。如果采用本發明實施例提供的電流檢測裝置，通過增加隔離轉接模組，其輸入側與外部電流互感器的輸出側連接，其輸出側與包括串聯的多個內部檢測單元的內部檢測模組的兩輸入端連接，减小了內部檢測模組相對外部電流互感器的阻抗，使得補償櫃的檢測回路的負載不再受限於外部電流互感器二次側容量帶來的負載限制，可避免出現外部電流互感器的二次側負載超出其二次側容量的情况。

雖然已參照典型實施例描述了本發明，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由於本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在隨附申請專利範圍所限定的精神和範圍內廣泛地解釋，因此落入申請專利範圍或其等效範圍內的全部變化和改型都應爲隨附申請專利範圍所涵蓋。

1．．．外部檢測模組

2．．．外部電源網路

21．．．電網

22．．．非線性負載

3．．．電流檢測裝置

31．．．內部檢測模組

311、312、……、31H、310．．．內部檢測單元

32．．．隔離轉接模組

321、322、……、32X．．．隔離轉接單元

32a．．．輸入側

32a-1．．．第一級轉接電流互感器

32b．．．輸出側

32b-1、32b-2、32b-3．．．第二級轉接電流互感器

30．．．傳統電流檢測裝置

4、40．．．補償模組

41．．．補償單元

6．．．外部導線

400、600．．．電能質量補償系統

INa、INb．．．輸入端子

OUTc．．．輸出端子

U1、U2、……、UN．．．隔離轉接單元組

D1、D2、……DM．．．內部檢測單元組

圖1示例性示出了傳統技術中電能質量補償系統的一種應用示例。

圖2示例性示出了傳統技術中外部檢測模組的輸出側負載。

圖3示例性示出本發明電流檢測裝置實施例一的結構示意圖。

圖4示例性示出本發明電流檢測裝置實施例二的結構示意圖。

圖5示例性示出本發明電流檢測裝置實施例三的結構示意圖。

圖6示例性示出本發明電流檢測裝置實施例四的結構示意圖。

圖7示例性示出本發明電流檢測裝置實施例五的結構示意圖。

圖8示例性示出本發明電流檢測裝置實施例六的結構示意圖。

圖9示例性示出本發明電流檢測裝置實施例七的結構示意圖。

圖10示例性示出本發明電流檢測裝置實施例八的結構示意圖。

圖11示例性示出本發明電流檢測裝置實施例九的結構示意圖。

圖12示例性示出本發明電流檢測裝置實施例十的結構示意圖。

圖13示例性示出本發明電流檢測裝置實施例十一的結構示意圖。

圖14示例性示出本發明電能質量補償系統實施例一的結構示意圖。

圖15示例性示出本發明電能質量補償系統實施例二的結構示意圖。

圖16示例性示出本發明電能質量補償系統實施例三的結構示意圖。

圖17示例性示出本發明電能質量補償系統實施例四的結構示意圖。

圖18示例性示出本發明電能質量補償系統實施例五的結構示意圖。

1．．．外部檢測模組

3．．．電流檢測裝置

31．．．內部檢測模組

32．．．隔離轉接模組

32a．．．輸入側

32b．．．輸出側

Claims (17)

1. 一種電流檢測裝置，其特徵在於，包括：
   　　一內部檢測模組，用於根據接收到的檢測電流輸出一用於表徵外部電源網路當前電能質量的檢測電流，該外部電源網路的電流由一外部檢測模組檢測，該外部檢測模組輸出一第一級檢測電流；以及
   　　一隔離轉接模組，包括相互電氣隔離的輸入側和輸出側，該輸入側用於與該外部檢測模組連接，該輸出側用於與該內部檢測模組連接，該隔離轉接模組接收該第一級檢測電流，輸出一第二級檢測電流至該內部檢測模組，以减小該內部檢測模組相對該外部檢測模組的阻抗。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之電流檢測裝置，其特徵在於，該隔離轉接模組包括X個隔離轉接單元，該內部檢測模組包括H個內部檢測單元，其中X和H爲大於或等於1的自然數；
   　　當X大於1時，該X個隔離轉接單元的輸入側串聯；該X個隔離轉接單元接收該第一級檢測電流；
   　　該隔離轉接單元的輸出側與一個該內部檢測單元的輸入端連接；或者該隔離轉接單元的輸出側與小於或等於H個該內部檢測單元的輸入端連接，使得該小於或等於H個內部檢測單元各自接收的該第二級檢測電流均相等。
3. 根據申請專利範圍第2項所述之電流檢測裝置，其特徵在於，當X=H時，該X個隔離轉接單元的輸出側與該H個內部檢測單元的輸入端一一對應連接。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之電流檢測裝置，其特徵在於，該隔離轉接模組包括N級隔離轉接單元組，第i級隔離轉接單元組包括n_i個隔離轉接單元，i取1、2….、N的自然數，N爲大於或等於2的自然數，n_i爲大於或等於1的自然數；
   　　第一級隔離轉接單元組的輸入側與該外部檢測模組的輸出側連接，第i級隔離轉接單元組的輸入側均與第i-1級隔離轉接單元組的輸出側連接；
   　　該內部檢測模組包括一個內部檢測單元或多個內部檢測單元，第N級隔離轉接單元組的輸出側與該內部檢測模組的輸入端連接。
5. 根據申請專利範圍第4項所述之電流檢測裝置，其特徵在於，當該第i級隔離轉接單元組包含的隔離轉接單元數n_i大於第i-1級隔離轉接單元組包含的隔離轉接單元數n_i-1時，第i級隔離轉接單元組中至少兩個隔離轉接單元的輸入側串聯；當該第i級隔離轉接單元組包含的隔離轉接單元數n_i小於第i-1級隔離轉接單元組包含的隔離轉接單元數n_i-1時，第i-1級隔離轉接單元組中至少兩個隔離轉接單元的輸出側串聯。
6. 根據申請專利範圍第4項所述之電流檢測裝置，其特徵在於，該內部檢測模組包括H個內部檢測單元，該H個內部檢測單元分成M個內部檢測單元組，H和M均爲大於或等於1的自然數且H大於或等於M；該第N級隔離轉接單元組包括n_N個隔離轉接單元，且n_N等於M；當H等於M時，該第N級隔離轉接單元組中n_N個該隔離轉接單元的輸出側與M個內部檢測單元組的輸入端一一對應連接，當H大於M時，該第N級隔離轉接單元組中該隔離轉接單元的輸出側與一包括多個該內部檢測單元的該內部檢測單元組的輸入端連接使該內部檢測單元組中各該內部檢測單元接收的該第二級檢測電流均相等。
7. 根據申請專利範圍第2項至第6項中任一項所述之電流檢測裝置，其特徵在於，該隔離轉接單元爲電流互感器，該隔離轉接單元的輸入側爲該電流互感器的一次側，該隔離轉接單元的輸出側爲該電流互感器的二次側。
8. 根據申請專利範圍第7項所述之電流檢測裝置，其特徵在於，該電流互感器的匝數比被調節爲能夠使得從該電流互感器二次側回路阻抗折算到一次側回路中的等效阻抗减小。
9. 根據申請專利範圍第2項至第6項中任一項所述之電流檢測裝置，其特徵在於，該隔離轉接單元爲霍爾元件，該隔離轉接單元的輸入側爲該霍爾元件的輸入側，該隔離轉接單元的輸出側爲該霍爾元件的輸出側。
10. 一種電能質量補償系統，其特徵在於，包括：
    　　一外部檢測模組，用於檢測外部電源網路當前電流，輸出一第一級檢測電流；
    　　一電流檢測裝置，該電流檢測裝置包括：
    　　　　一內部檢測模組，用於根據接收到的檢測電流輸出一用於表徵外部電源網路當前電能質量的檢測電流；以及
    　　　　一隔離轉接模組，包括相互電氣隔離的輸入側和輸出側，該輸入側用於與該外部檢測模組連接，該輸出側用於與該內部檢測模組連接，該隔離轉接模組接收該第一級檢測電流，輸出一第二級檢測電流至該內部檢測模組，以减小該內部檢測模組相對該外部檢測模組的阻抗；以及
    　　一補償模組，該補償模組與該電流檢測裝置中該內部檢測模組連接，用於根據該內部檢測模組輸出的該檢測電流對該外部電源網路進行電能質量補償。
11. 根據申請專利範圍第10項所述之電能質量補償系統，其特徵在於，該補償模組包括多個補償單元，該內部檢測模組包含與該補償單元數目相等的內部檢測單元，多個該補償單元與多個該內部檢測單元一一對應連接，該多個補償單元並聯於該外部電源網路。
12. 根據申請專利範圍第10項所述之電能質量補償系統，其特徵在於，該外部檢測模組爲外部電流互感器，該隔離轉接模組爲轉接電流互感器，該隔離轉接模組的輸入側爲該轉接電流互感器的一次側，該隔離轉接模組的輸出側爲該轉接電流互感器的二次側。
13. 根據申請專利範圍第12項所述之電能質量補償系統，其特徵在於，該轉接電流互感器的匝數比調節爲能夠使得從該轉接電流互感器二次側回路阻抗折算到一次側回路的等效阻抗减小。
14. 根據申請專利範圍第13項所述之電能質量補償系統，其特徵在於，該轉接電流互感器的一次側與二次側的匝數比小於該外部電流互感器的一次側與二次側的匝數比。
15. 根據申請專利範圍第10項至第14項中任一項所述之電能質量補償系統，其特徵在於，該外部電源網路包括電網和連接於電網的非線性負載。
16. 根據申請專利範圍第15項所述之電能質量補償系統，其特徵在於，該補償模組與該非線性負載並聯或串聯於該電網，該補償模組基於該電流檢測裝置輸出的用於表徵外部電源網路當前電能質量的檢測電流來補償該非線性負載産生的無功消耗及/或抑制該非線性負載在該外部電源網路中産生的諧波。
17. 根據申請專利範圍第10項至第14項中任一項所述之電能質量補償系統，其特徵在於，該電能質量補償系統爲有源濾波器系統或靜止無功發生器系統。